Приемы улучшения пойменных лугов лесостепной зоны Красноярского края и их влияние на продуктивность травостоя

4

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

4

06.01.12 - «Кормопроизводство и луговодство»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Тема:

Приемы улучшения пойменных лугов лесостепной зоны красноярского края и их влияние на продуктивность травостоя

Тарасюк Н.И.

Новосибирск - 2009

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Сибирском научно-исследовательском институте кормов СО Россельхозакадемии

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Константинов Михаил Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Степанов Александр Федорович

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Мартыко Юрий Иванович

Ведущая организация - Государственное научное учреждение Бурятский научно-исследовательский институт сельского хозяйства СО Россельхозакадемии

С диссертацией можно ознакомиться в ученой части ГНУ СибНИИ кормов СО Россельхозакадемии.

Ученый секретарь диссертационного совета Осипова Г.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В Красноярском крае в бассейне реки Енисей и её притоков насчитывается около 2,0 млн. га пойменных земель. Значительная их площадь располагается в лесостепной зоне края. Продуктивность лугов в природном состоянии крайне низка (не более 5 ц/га сена низкого кормового достоинства), большинство покрыто кочками, зарослями кустарников и мелколесьем. В связи с этим необходимым является повышение их продуктивности.

В рыночных условиях хозяйствования, когда возросли цены на энергоносители, семена, удобрения, при растущем диспаритете цен на товары промышленного производства и сельскохозяйственную продукцию, производство кормов на пахотных землях за счет посева однолетних трав, при низком уровне агротехники становится убыточным. В связи с этим, актуальным направлением исследований является разработка наиболее эффективных приемов улучшения природных кормовых угодий.

В настоящее время влияние приемов улучшения пойменных лугов за счет более широкого набора обработок, различными орудиями и на различную глубину в условиях лесостепной зоны Красноярского края изучено недостаточно. Не разработаны наиболее рациональные приемы обработки малопродуктивных естественных кормовых угодий, обеспечивающих получение высоких урожаев полноценного корма с единицы площади, а также улучшающих водно-физические и агрохимические свойства почвы.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - разработать наиболее эффективные приемы улучшения пойменных лугов лесостепной зоны Красноярского края.

Задачи исследований:

1. Установить влияние приемов улучшения на основные элементы почвенного плодородия (плотность сложения, пористость, водопро- ницаемость, питательный и солевой режимы).

2. Выявить закономерности роста и развития трав под влиянием приемов обработки и удобрений (густоту стояния, рост и развитие растений, ботанический состав и урожайность травостоя).

3. Определить влияние приемов улучшения на качество корма и продуктивность травостоев (естественного и сеяного).

4. Провести экономическую и биоэнергетическую оценку эффективности приемов улучшения.

Научная новизна. Разработаны с учетом зональных особенностей, приемы улучшения пойменных лугов для лесостепной зоны Красноярского края путем отвальной вспашки на глубину 27-30 см без посева и с посевом многолетних трав на фоне минеральных удобрений. Установлено повышение продуктивности травостоев за счет изменения водно-физических и агрохимических свойств почвы.

Защищаемые положения:

- приемы улучшения пойменных закочкаренных злаково-разнотравных лугов Красноярского края;

- изменение водно-физических и агрохимических свойств почвы;

- экономическая и биоэнергетическая оценка эффективности улучшения пойменных лугов.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Разработанные приемы улучшения пойменных закочкаренных злаково- разнотравных лугов позволяют повысить их продуктивность в среднем за пять лет с 0,76 до 1,67 т/га без посева многолетних трав за счет "омоложения" травостоя и с 0,80 до 2,43 т/га сухой массы с посевом многолетних трав, или, соответственно, в 2,2 - 3,0 раза.

Результаты работы использованы для улучшения малопродуктивных пойменных лугов в «СХП Сухобузимское», Сухобузимского района, Красноярского края на площади 90 га.

Апробация работы и публикации результатов исследований.

Основные материалы диссертации доложены на проблемных советах Сибирского научно-исследовательского института кормов (г. Новосибирск, 1996-2006), на научных конференциях преподавателей и студентов Красноярского аграрного университета (г. Красноярск, 1998-1999), ученом совете ГНУ «Сибирский научно-исследовательский институт кормов СО Россельхозакадемии» (г. Новосибирск, 2009), обсуждены на ученом совете ГНУ «Красноярский научно-исследовательский институт сельского хозяйства СО Россельхозакадемия» (г. Красноярск, 2009).

По материалам диссертации опубликовано 4 работы.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 120 страницах компьютерного текста, содержит 23 таблицы, 17 рисунков, 21 приложение. Состоит из введения, пяти глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы, включающего 142 источника, в том числе 8 иностранных авторов.

Исследования проводились в соответствии с рабочей программой исследований и тематическому плану ГНУ «Сибирский научно- исследовательский институт кормов СО Россельхозакадемии», номер государственной регистрации 02.01.02.Н1; 04.01(20.04).

Автор выражает благодарность коллективу ГНУ Красноярского научно-исследовательского института сельского хозяйства СО Россельхозакадемии за оказанную помощь в выборе участка и закладке полевых опытов, а также за некоторые материалы любезно предоставленные ООО Сибирским научно-исследовательским институтом гидротехники и мелиорации, Красноярским научно-исследовательским и проектно-технологическим институтом животноводства, Красноярским государственным аграрным университетом и финансовую поддержку научно-производственного предприятия «Технология» (ООО «Техно- логия»).

Условия, объект и методика исследований

Научно-исследовательская работа проводилась в течение шести лет (1996-2001 гг.) на пойменных землях ОПХ "Минино" Емельяновского района Красноярского края, в центральной части Красноярской лесостепи. Почва аллювиальная луговая, тяжелосуглинистая, слабозасоленная, обладает высоким потенциальным плодородием (содержание гумуса в слое 0-20 см от 8,0 до 10,2%), с хорошими условиями увлажнения (грунтовые воды на глубине 1,2-2,0 м). Исходный травостой представлен мелко-злаково-разнотравной растительностью на 56-61% состоящей из злаков, 37-42% разнотравья и 2% бобовых.

Для характеристики агрометеорологических условий в годы проведения исследований использовались данные метеостанции "Минино" Красноярского гидрометцентра.

Метеорологические условия в годы исследования были различными. Лето 1996 года было теплое и дождливое. Средняя температура июля (22,1⁰С) выше среднемноголетней на 3,5^ОС. Продолжительность вегетационного периода 153 дня. Осадки (276,6 мм) по летним месяцам распределились равномерно, что положительно отразилось на запасах продуктивной влаги в верхних слоях почвы. Особенность 1997 года - ранняя весна и поздняя осень. Продолжительность вегетационного периода (196 дней) на 43 дня больше среднемноголетней. Средняя температура июля 18⁰С, количество осадков за летний период 171,5 мм. Поздние весенние и ранние осенние заморозки, сократили вегетационный период 1998 года до 137 дней, средняя температура июля 19,7⁰С, количество летних осадков - 178,7 мм. Последующие 1999, 2000, 2001 годы можно оценить как удовлетворительные, при количестве осадков с мая по сентябрь 224,6 мм, 267,4 мм, 249,4 мм и средней температурой июля 21,2⁰С, 17,8⁰С, 17,5⁰С соответственно. Если в 1999 и 2000 гг. лето было засушливым в первой половине, в 2001 году - во второй, но периоды с дефицитом осадков были не так продолжительны, как в 1998 году.

Полевые опыты (с посевом многолетних трав - опыт 1 и без посева - опыт 2) заложены по схеме:

1. Луг без обработки и без удобрений (контроль);

2. То же + NPK;

3. Дискование в 3 следа на глубину 8-10 см + фон;

4. Вспашка на глубину 16 см + дискование в 3 следа + фон;

5. Вспашка на глубину 27-30 см + дискование в 3 следа + фон;

6. Дискование бороной БДТ-3,0 (25°) в 3 следа + безотвальная обработка на глубину 35-40 см + фон;

Площадь делянки 50 м (10,0 х 5,0). Повторность закладки опытов - четырехкратная. Размещение делянок последовательное, одноярусное. Защитная полоса между опытами - 3 м, между делянками - 1 м.

Общий фон состоит из мероприятий по удалению кочек, планировки поверхности почвы и внесения удобрений.

Обработка дернины и посев трав проводились в 1996 году вдоль делянок полевых опытов, в дальнейшем изучалось действие и последействие агроприемов на продуктивность улучшенного луга в сравнении с природным.

Ликвидация кочек и выравнивание поверхности поля осуществлялось рельсовой волокушей.

Для разделки пластов дернины на вариантах 3 и 6 использовали борону БДТ-3,0(активное положение 25°). Этим же орудием обрабатывали пласты, поднятые плугом на вариантах 4 и 5. Количество следов дискования зависело от связности дернины и влажности почвы.

Вспашку проводили навесным плугом ПН-4-35, агрегатируемым трактором ДТ-75, безотвальную обработку (вариант 6) - плоскорезом-глубокорыхлителем КПГ-250.

Удобрение NPK по 60 кг действующего вещества на I га вносилось разбросным способом в период закладки опыта, в последующие годы - после первого укоса. В качестве удобрений применяли мочевину, двойной суперфосфат и хлористый калий.

После основной обработки почву прикатывали гладкими водоналивными катками в два следа поперек делянок опытов. Это позволило выровнять поверхность поля, раздробить оставшиеся глыбистые части дернины, а также предохранить обрабатываемый слой от иссушения.

Посев травосмеси (кострец безостый, 12 кг/га + люцерна, 10 кг/га, при 100% хозяйственной годности) осуществлялся без покрова разбросным способом. Перед посевом почва бороновалась боронами "Зигзаг" в два следа, после посева - прикатывание водоналивными катками.

По общепринятым методикам осуществлялись наблюдения за ростом и развитием растений, изменением свойств и режимов почвы, химическим составом травостоя, а также учет урожая, биоэнергетическая и экономическая оценка приемов улучшения.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние приемов основной обработки на водно-физические и агрохимические свойства почвы

Плотность сложения и пористость почвы. Плотность сложения имеет важное агрономическое значение. С уплотнением почвы уменьшается общая пористость и объем пор аэрации, увеличивается объем неактивных пор, в которых вода малодоступна растениям, снижается скорость фильтрации, затрудняется распространение корней. Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная плотность сложения 1,0-1,2 г/см³ (Качинский, 1958).

На контрольном варианте в исследуемых слоях гидротермические факторы года изменяют плотность сложения незначительно, не более, чем на 0,02-0,06 г/cм³ (табл.1), однако приемы обработки оказывают существенное влияние на разуплотнение почвы. Отмечено снижение плотности сложения в слоях 0-10 и 0-20 см после выполнения поверхностной обработки почвы дисковой бороной БДТ-3,0 (вар. 3) и мелкой вспашки (вар. 4), а после вспашки на глубину 27-30 см (вар. 5) и глубокой безотвальной обработки рыхлителем КПГ-250 на глубину 35-40 см (вар. 6) в слоях 0-30 и 0-50 см, соответственно.

Общая пористость рассчитана на основании плотности твердой фазы и плотности сложения по формуле:

Робщ. = (1 - dv/d)) 100, где

биоэнергетический продуктивность удобрение пойменный травостой

Робщ. - общая пористость, % от объема;

dv - плотность сложения почвы, г/см³;

d - плотность твердой фазы почвы, г/см³.

Результаты расчетов представлены в табл. 1.

Таблица 1

Действие и последействие приемов обработки на плотность сложения и общую пористость почвы

Вариант	Глубина обработки	Плотность сложения (г/см3) в слое, см	Общая пористость (% от объема) в слое, см
		0-10	10-20	20-30	30-50	0-10	10-20	20-30	30-50
Действие приемов обработки,1996 г.
1	Без обр.	1,28	1,31	1,35	1,36	50,8	49,8	48,7	49,4
3	8-10	1,18	1,30	1,33	1,37	54,6	50,2	49,4	49,1
4	16	1,16	1,19	1,33	1,39	55,4	54,4	49,1	48,3
5	27-30	1,14	1,18	1,22	1,40	56,2	54,8	53,6	47,9
6	35-40	1,18	1,20	1,25	1,28	54,6	54,0	52,5	52,4
Последействие приемов обработки, 1997 г.
1	Без обр.	1,31	1,29	1,33	1,42	49,6	50,6	49,4	47,2
3	8-10	1,23	1,32	1,31	1,41	52,7	49,4	50,2	47,6
4	16	1,20	1,23	1,33	1,44	53,8	52,9	49,4	46,5
5	27-30	1,18	1,20	1,22	1,41	54,6	54,0	53,6	47,6
6	35-40	1,22	1,25	1,21	1,29	53,1	52,1	54,0	52,0
Последействие приемов обработки, 1999 г.
1	Без обр.	1,26	1,31	1,41	1,40	51,5	49,8	46,4	47,9
3	8-10	1,20	1,29	1,39	1,39	53,8	50,6	47,1	48,3
4	16	1,18	1,26	1,38	1,40	54,6	51,7	47,5	47,9
5	27-30	1,20	1,26	1,28	1,38	53,8	51,7	51,3	48,7
6	35-40	1,20	1,29	1,23	1,33	53,8	50,6	53,2	50,6
Последействие приемов обработки, 2001 г.
1	Без обр.	1,29	1,34	1,38	1,36	50,4	48,7	47,5	49,4
3	8-10	1,27	1,30	1,38	1,36	51,2	50,2	47,5	49,4
4	16	1,26	1,29	1,38	1,39	51,5	50,6	47,5	48,3
5	27-30	1,27	1,29	1,27	1,37	51,2	50,6	51,2	49,1
6	35-40	1,23	1,28	1,26	1,28	52,7	50,9	52,1	52,4

Приемы обработки позволяют увеличить пористость в обрабатываемых слоях до оптимальных значений: на варианте 3, где провели поверхностную обработку дисковой бороной в 3 следа, в слое 0-10 см до 54,6%; после вспашки на глубину 16 см (вариант 4) в слое 0-10 см до 55,4%, а в слое 10-20 см до 54,4% (удовлетворительная); вспашки на глубину 27-30 см (вариант 5) в слое 0-10 см до 56,2%, в слое 20-30 см до 53,6% и безотвальной обработки на глубину 35-40 см (вариант 6), слое 0-10 см до 54,6%, в слое 30-50 см до 52,4% (табл. 1).

Последействие приемов обработки по вариантам неодинаково. На вариантах с мелкой обработкой почва приходит к равновесному состоянию на пятый год, при более глубоких обработках положительное последействие прослеживается более пяти лет с начала закладки опыта.

Профили почв на вариантах с обработками дифференцированы по общей пористости. На контрольном варианте верхний слой (0-30 см), наиболее густо насыщенный корнями растений и в большей степени богатый гумусом, имеет неудовлетворительную (по шкале Качинского) пористость: 50,8% (0-10 см) - 48,7% (20-30 см).

Влажность почвы. Почвенная влага - один из основных компонентов почвенного плодородия. Содержание ее в почве определяет эффективность удобрений, многих операций по обработке почвы, уровень развития биологических процессов. Запасы продуктивной влаги по слоям 0-20, 0-50 и 0-100 см и годам исследований представлены в таблице 2.

При отсутствии регулярного весеннего затопления основными источниками поступления влаги в корнеобитаемый слой почвы (0-100 см) являются атмосферные осадки и близко расположенные грунтовые воды. Нижний слой (50-100 см) насыщается влагой в весенний и осенний периоды почти до полной влагоемкости, и лишь в отдельные засушливые годы корни растений не страдают от избытка влаги в этом слое.

Таблица 2

Запасы продуктивной влаги (мм) в слоях 0-20, 0-50 и 0-100 см

Вариант	Годы исследований
	1996	1997	1998	1999	2000	2001
	0-20	0-50	0-100	0-20	0-50	0-100	0-20	0-50	0-100	0-20	0-50	0-100	0-20	0-50	0-100	0-20	0-50	0-100
Весенний запас влаги
1	Не опр.	Не опр.	Не опр.	37	141	350	36	140	347	35	141	358	45	148	364	31	126	345
3				35	146	358	36	142	349	33	148	363	47	154	367	34	122	332
4				37	439	348	34	139	346	33	140	354	45	156	368	34	129	346
5				35	142	350	40	152	361	31	126	341	44	149	363	31	131	342
6				44	153	360	48	157	365	28	133	343	44	155	371	32	128	345
Летний запас влаги
1	20	82	233	45	138	316	8	73	246	8	69	225	11	73	224	27	90	201
3	15	77	279	36	112	308	5	71	250	0	61	201	1	54	194	23	81	208
4	12	86	257	28	104	313	1	61	236	1	42	206	1	43	199	23	91	228
5	14	79	252	25	110	311	6	71	250	2	66	230	1	54	205	25	80	226
6	14	78	242	23	93	300	7	67	258	11	70	227	10	68	220	34	118	280
Осенний запас влаги
1	56	141	332	53	118	321	46	122	316	41	78	226	50	120	270	30	111	303
3	50	141	351	49	115	332	39	113	299	40	86	248	49	129	325	30	100	269
4	41	143	348	48	121	321	39	130	329	39	91	241	48	131	308	30	89	268
5	39	146	366	45	126	333	38	112	326	40	100	261	48	139	323	44	118	303
6	37	138	361	44	116	313	40	109	308	42	95	259	49	117	315	45	119	296

Противоположная картина наблюдается в верхнем (0-20 см) слое, где в летний период увлажнение почвы зависит только от атмосферных осадков. Многолетние наблюдения показали, что даже в средний по влажности и температуре год отмечается иссушение верхних слоев почвы. Приемы обработки, разуплотняя почву и увеличивая поровое пространство, приводят к снижению запасов продуктивной влаги в рыхленной толще.

В период последействия, по мере уплотнения почвы, различия между вариантами сглаживаются и не превышают (в относительных показателях) 7%.

Лучшие условия по накоплению и сохранению влаги наблюдаются на вариантах 5 и 6, где провели обработку почвы на глубину 27-30 и 35-40 см.

Пищевой и солевой режимы почвы. Почвы речных пойм Красноярской лесостепи отличаются высоким содержанием питательных веществ, что тесно связано с общими запасами гумуса и его распределением по профилю. На вариантах с обработками почвы (по сравнению с контрольным) происходит небольшое снижение нитратного азота от 13 до 33%. За пять лет наблюдений (1997-2001 гг.) динамика подвижных форм фосфора и калия невелика, различия между вариантами не превышают 24%. Внесение удобрения в дозе 60 кг действующего вещества на гектар позволяет, в некоторой степени, компенсировать потери питательных веществ.

Почва опытного участка слабо засолена. Наименьшее количество солей наблюдается в средней части почвенного профиля. Повышенное их содержание (до 0,8%) наблюдается у поверхности почвы , что не исключает усиление действия засухи на развитие растений в неблагоприятные в климатическом отношении годы. В период последействия приемов улучшения (по слоям до глубины одного метра) определялась сумма обменных оснований. По содержанию натрия (до 10%) почву следует отнести к слабосолонцеватой. Результаты исследований показали, что приемы улучшения не оказали существенного влияния на изменение солевого режима корнеобитаемого слоя (0-30 см). Различия между вариантами за пять лет наблюдений незначительны (не более 3,4%).

Содержание обменных оснований в почве в динамике (по годам), имеет тенденцию снижения по сравнению с первым годом после закладки опыта как на контрольном, так и на остальных вариантах. Это объясняется изменением почвенно-климатических условий в годы наблюдений, ежегодным отчуждением урожая с делянок полевых опытов, а также фитомелиорирующей ролью растений в процессе рассоления почвы.

Особенности роста, развития и изменение продуктивности растений под влиянием приемов улучшения

Влияние приемов улучшения на густоту стояния, рост и развитие растений. Изменение водно-физических свойств почвы положительно повлияло на густоту стояния, рост и развитие растений

Количество побегов (всего и по ботаническим группам) на опытах с посевом и без посева многолетних трав, а также прирост надземной части растений определялись на момент уборки (первого укоса). Изменение плотности стеблестоя по вариантам опытов в период последействия приемов улучшения отражено на рисунке 1.

В первый год последействия обработок на опыте I возобновление растительности происходит, в основном, за счет сеяных трав. На вариантах, где провели основную обработку густота стояния растений увеличилась на 6,5-3,6%. Лучшим оказался вариант, на котором была проведена вспашка на глубину 27-30 см с разделкой поднятых пластов дернины дисковой бороной в 3 следа. В тоже время на опыте 2 на вариантах с обработками почвы резко снизилась (в 1,4-1,6 раза) густота стеблестоя, так как травостой возобновлялся за счет естественной растительности.

На второй и третий год происходит увеличение густоты травостоя как сеяного (опыт I), так и естественного (опыт 2). Внесение минерального удобрения (NРК) в дозе 60 кг действующего вещества на гектар увеличивает его густоту, но не более, чем на 8-15%.

К пятому году, по мере уплотнения почвы, ухудшения питательного режима (в последние два года минеральные удобрения не вносились), а также старения сеяных трав, на опыте с посевом многолетних трав густота стеблестоя на вариантах с обработками почвы, по сравнению с контролем, снижается на 5,1-22,1%, а на опыте без посева остается в пределах (или чуть более) контрольного.

Анализ полученных результатов показывает, что на всех вариантах опытов (опыт 1 - с посевом многолетних трав и опыт 2 - без посева), где провели улучшение естественных кормовых угодий высота травостоя больше, чем на контрольных вариантах. Лидируют варианты с глубокой обработкой почвы (от 27-30 до 40 см), где высота растений максимальная на второй и третий год использования луга.

Влияние приемов улучшения на ботанический состав травостоя

До закладки полевых опытов травостой естественного луга состоял на 58-64% из мелких злаковых трав, 33-40% - разнотравья и небольшого количества бобовых (не более 2%).

Приемы обработки резко повлияли на изменения ботанического состава травостоя. В первый год использования луга на опыте 1 (с посевом кострецово-люцерновой травосмеси) доля злаковых трав увеличилась до 61-74%, а бобовых - до 10-23%. В период последействия (на третий год после закладки опыта), на вариантах с обработками почвы злаковые травы занимали 87-95%, а бобовые - 3-8%. К пятому году бобовые травы почти полностью выпали из травостоя, господствующее положение занял кострец безостый (97-99%).

На опыте 2 (без посева многолетних трав) в первый год использования луга, на вариантах с обработкой почвы, произошло засорение делянок однолетними сорняками. Доля разнотравья увеличилась до 52%, а доля бобовых сократилась (по сравнению с контрольным вариантом) почти на половину и не превышала 2%. Минеральные удобрения повлияли не только на урожай, но и на ботанический состав естественного травостоя: количество злаков увеличилось до 60%, бобовых до 4%.

Рис. 1. Возобновление растительности при разных приемах улучшения

А - сеяного травостоя (опыт 1);

Б - Естественного травостоя (опыт 2)

Естественный луг (контроль); 2 - Естественный луг + N60P60K60; 3 - Дискование в 3 следа на глубину 8-10 см; 4 - Вспашка на глубину 16 см + дискование в 3 следа; 5- Вспашка на глубину 27-30 см + дискование в 3 следа; 6 - Дискование в 3 следа + безотвальная обработка на глубину 35-40 см.

К третьему году на делянках с обработками почвы происходит вытеснение разнотравья и увеличение доли злаковых трав до 74-80%, бобовые травы полностью выпали из травостоя. К пятому году исследований фитоценоз (на вариантах с обработками почвы) на 70-85% состоял из мелко-злакового разнотравья, бобовые травы остались лишь на контрольном и удобренном вариантах. Сокращению продолжительности последействия приемов обработки способствовал и тот фактор, что в течение последних двух лет на делянках опыта не вносились минеральные удобрения.

Таким образом, сеяный травостой хорошо противостоит внедрению естественной растительности. Можно предположить, что в последующие годы главным условием продления продуктивного долголетия может быть не перезалужение, а "омоложение" сеяного (возможно с подсевом бобовых культур) травостоя.

Урожайность травостоя и качество корма под влиянием приемов улучшения. Изучаемые приемы улучшения оказали существенное влияние на формирование урожая трав (табл. 3).

В среднем за пять лет наблюдений на опыте 1 (с посевом многолетних трав) урожайность на вариантах с обработками почвы на глубину от 16 до 35-40 см повысилась в 2,7-3,0 раза по сравнению с контрольным. Как на опыте 1 , так и на опыте 2 (с "омоложением" естественного травостоя) самая высокая урожайность сухой массы растений получена на варианте со вспашкой на глубину 27-30 см с последующим дискованием в три следа.

Приемы улучшения повлияли не только на урожайность многолетних трав, но и на качество пастбищного корма. Согласно полученным данным, приемы улучшения существенно не влияют на содержание в растениях жира и золы, однако по количеству сырого протеина некоторые различия (в относительных показателях - не более 19%) имеются.

По количеству переваримого протеина хорошие результаты получены на вариантах без обработки почвы (опыта 1 и 2) при внесении комплексных минеральных удобрений в дозе 60 кг действующего вещества на гектар. На вариантах с обработками почвы наилучшими (по сравнению с контрольным) оказались 4 и 5 (опыта с посевом трав), где проводили вспашку на глубину от 16 до 27-30 см.

Таблица 3

Урожайность сухой массы травостоя (т/га) пойменного луга (в числителе - опыт 1, в знаменателе - опыт 2)

Варианты опыта	Годы исследований	Средняя за 5 лет	Прибавка
	1997	1998	1999	2000	2001		т/га	%
1. Естественный луг (контроль)	1,33 1,26	0,94 0,80	0,71 0,75	0,58 0,56	0,45 0,41	0,80 0,76
2. То же + N60P60K60	2,97 1,46	1,25 1,38	1,31 1,39	0,77 0,74	0,42 0,37	1,34 1,07	0,52 0,27	65,5 33,5
3. Дискование в 3 следа на глубину 8-10 см	3,38 1,29	2,07 1,69	2,08 1,41	1,39 0,88	0,76 0,44	1,94 1,14	0,14 0,38	142,0 50,3
4. Вспашка на глубину 16 см + дискование в 3 следа	3,58 2,45	2,39 1,80	2,22 1,89	1,64 1,14	0,85 0,46	2,14 1,55	0,34 0,79	167,0 103,7
5. Вспашка на глубину 27-30 см + дискование в 3 следа	3,88 2,26	2,79 2,47	2,70 1,98	1,79 1,21	0,99 0,41	2,43 1,67	0,63 0,91	203,8 119,2
6. Дискование в 3 следа + безотвальная обработка на глубину 35-40 см	3,64 1,86	2,80 2,28	2,53 1,55	1,70 1,07	0,76 0,41	2,29 1,43	0,47 0,67	185,8 88,7
НСР 05	0,75 0,46	0,69 0,58	0,59 0,10	0,20 0,11	0,19 0,11

Экономическая и биоэнергетическая оценка приемов улучшения. Для

определения экономической эффективности приемов улучшения учитываются следующие показатели:

- прибавка урожая, т/га кормовых единиц;

- стоимость дополнительной продукции, получаемой от прибавки урожая в денежном выражении, руб./га;

- дополнительный чистый доход с 1 га, руб./га;

- рентабельность производства дополнительно полученной продукции, %;

- издержки производства, обусловленные прибавкой урожая, руб.

Затраты средств на проведение приемов улучшения рассчитывались по технологическим картам. Расценки на семена, удобрения и пр. приняты согласно данных ЦСУ Красноярского края за август 2009 г.

Уровень хозяйственной рентабельности определен по формуле:

Где а - стоимость дополнительно полученной продукции, руб.;

в - затраты средств на производство дополнительной продукци, руб.;

Расчеты сведены в табл. 4.

Таблица 4

Экономическая эффективность приемов улучшения пойменных лугов лесостепной зоны Красноярского края (1997-2001 гг.)

Варианты	Сбор с 1 га, в среднем за 5 лет	Стоимость доп. продукции, руб./га	Затраты на доп. продукцию, руб./га	Чистый доход руб./га	Рентабельность, %
	Корм. ед.,т	Прибавка к.ед, т	Доп. продукция т
1. Естественный луг (контроль)	0,49 0,46	-	-	-	-	-	-
2. То же + N60P60K60	0,93 0,75	0,44 0,29	0,57 0,38	4774 3183	3173 2445	1601 738	50 30
3. Дискование в 3 следа на глубину 8-10 см	1,15 0,68	0,66 0,22	0,86 0,29	7203 2429	3471 2597	3732 -168	107 -
4. Вспашка на глубину 16 см + дискование в 3 следа	1,33 0,91	0,84 0,45	1,09 0,58	9129 4858	3479 2605	5650 2253	162 86
5. Вспашка на глубину 27-30 см + дискование в 3 следа	1,51 1,01	1,02 0,55	1,32 0,71	11055 5946	3511 2637	7544 3309	214 125
6. Дискование в 3 следа + безотвальная обработка на глубину 35-40 см	1,26 0,78	0,77 0,32	1,00 0,42	8375 3518	3528 2654	4847 864	137 32

Примечание: в числителе - опыт 1 (с посевом кострецово-люцерновой травосмеси); в знаменателе - опыт 2 (без посева многолетних трав).

Дополнительная продукция представлена в тоннах молока на 1 га.

Наиболее эффективными приемами улучшения пойменных лугов являются варианты на опыте с посевом кострецово-люцерновой травосмеси. На первом месте вариант с применением вспашки на глубину 27-30 см в комплексе с дискованием (чистый доход 7544 руб./га, уровень рентабельности 214%), несколько ниже экономические показатели на варианте при глубине вспашки на 16 см (чистый доход 5650 руб./га, уровень рентабельности 162%). На опыте с ”омоложением” эти же варианты оказались лидирующими (чистый доход 3309 и 2253 руб./га, уровень рентабельности 125 и 86% соответственно).

Применение минеральных удобрений, мелкая обработка почвы на глубину 8-10 см и глубокая безотвальная обработка на 25-40 см (на фоне N₆₀Р₆₀К₆₀) приводят к снижению экономических показателей.

Анализ эффективности различных агротехнических приемов только по урожайности зеленой, сухой массы, или в денежном выражении не позволяет объективно оценить тот или иной прием.

В таких условиях наиболее результативна биоэнергетическая оценка различных способов улучшения лугов, которая учитывает объем энергии, накапливаемой в урожае, и общие (совокупные) затраты энергии, израсходованной на ее производство. Из общей валовой энергии учитывают только обменную, то есть ту энергию, которая расходуется непосредственно на производство животноводческой продукции. Этот показатель постоянный, не зависящий от физиологического состояния животных, при условии, что корм сбалансирован по набору питательных веществ.

Совокупные затраты энергии в МДж на I га рассчитаны по технологическим картам, обменная энергия (ОЭ) в сухом веществе (СВ) по вариантам опытов определена по формуле:

ОЭ кг с.в. = корм.ед.•СВ МДж/га

0,0081

Результаты расчетов приведены в таблице 5 (в числителе - опыт 1, в знаменателе - опыт 2).

Наибольший коэффициент энергетической эффективности получен на варианте с обработкой почвы плугом ПН-4-35 на глубину 27-30 см и дальнейшей разделкой пластов дернины дисковой бороной БДТ-3,0 в 3 следа как на опыте 1 (с посевом многолетних трав), так и опыте 2 (с "омоложением" естественного травостоя). На втором месте по эффективности стоит вариант с обработкой почвы на глубину 16 см и разделкой пластов дернины дисковой бороной БДТ-3,0 в 3 следа.

Таблица 5

Продуктивность и биоэнергетическая эффективность приемов улучшения пойменных лугов лесостепной зоны Красноярского края (1997-2001 гг.)

Варианты опыта	Сбор с 1 га, в среднем за 5 лет	О Э, ГДж/га	Затраты совокупной энергии, ГДж/га	Коэффиент энергетической эффективности
	Сухой массы, т	Кормовых единиц, т	Переваримого протеина, кг
1	Естественный луг (контроль)	0,80 0,76	0,49 0,46	65,0 62,2	6,9 6,6	1,69 1,69	4,1 3,9
2	То же + N60P60K60	1,34 1,07	0,93 0,75	126,9 104,3	12,4 9,9	2,30 2,15	5,4 4,6
3	Дискование в 3 следа на 8-10 см	1,94 1,14	1,15 0,68	162,8 91,2	16,6 9,8	2,83 2,42	5,9 4,1
4	Вспашка на 16 см + дискование в 3 следа	2,14 1,55	1,33 0,91	195,2 110,8	18,7 13,2	2,96 2,56	6,3 5,2
5	Вспашка на 27-30см + дискование в 3 следа	2,43 1,67	1,51 1,01	218,9 132,4	21,3 14,4	3,07 2,67	6,9 5,4
6	Дискование в 3 следа + безотвальная обработка на глубину 35-40 см	2,29 1,43	1,26 0,78	177,3 115,3	18,9 11,7	3,11 2,71	6,1 4,3

Таким образом, посев кострецово-люцерновой травосмеси позволяет значительно (до пяти и более лет) увеличить продуктивное долголетие естественных кормовых угодий в лесостепной зоне Красноярского края. При дефиците семян многолетних трав (или их отсутствии) установлена возможность повышения продуктивности пойменных лугов путем "омоложения" естественного травостоя вспашкой на глубину 27-30 или 16 см в сочетании с поверхностной обработкой БДТ-3,0 в 3 следа и подкормкой NРК в дозе 60 кг действующего вещества на гектар после первого укоса трав. Положительное последействие "омоложения" наблюдается в течение четырех (и более) лет.

ВЫВОДЫ

1. Значительная часть природных кормовых угодий лесостепной зоны Красноярского края находится в неудовлетворительном состоянии, урожайность травостоя не превышает 0,5-0,7 т/га. Основой повышения продуктивности пойменных лугов и пастбищ является разработка наиболее эффективных агротехнических приемов в сочетании с применением удобрений.

2. Наиболее благоприятные условия для роста и развития растений складываются после проведения вспашки на глубину 27-30 см с дискованием в 3 следа. Плотность сложения почвы снижается в слое 0-30 см до 1,14-1,22 г/см³ по сравнению с контрольным вариантом (1,28-1,35 г/см³). Последействие глубокой вспашки продолжается в течение пяти (и более) лет. В соответствии с плотностью сложения увеличивается пористость почвы с 50,8-48,7% до 56,2-53,6%.

3. Лучшие условия по накоплению продуктивной влаги создаются на вариантах с глубокими обработками: вспашкой на 27-30 см и безотвальной обработкой на глубину 35-40 см. Весной, в фазу отрастания трав, в слое 0-100 см на этих вариантах продуктивной влаги на 10-14 мм больше, чем на контроле.

4. Приемы обработки и внесение минеральных удобрений позволили сохранить положительный баланс по содержанию нитратного азота в слое почвы 0-40 см. На контроле обеспеченность нитратным азотом 2,4 мг на 100 г почвы (низкая), на остальных вариантах выше в среднем на 21%. Изучаемые приемы улучшения не оказали существенного влияния на содержание в почве подвижных форм фосфора, калия и солевой режим.

5. Приемы обработки на разную глубину (от 8-10 см до 35-40 см) оказали существенное влияние на ботанический состав естественного травостоя. В первый год использования луга доля разнотравья увеличилась до 52%. Начиная со второго года после обработки, происходило разрастание злаковых трав, к третьему году они занимали 70-78%, а на пятый год - 80-88%. На варианте с поверхностной обработкой на глубину 8-10 см, где ботанический состав практически не отличался от контроля.

6. При посеве кострецово-люцерновой травосмеси, после проведения обработок возобновление травостоя осуществлялось за счет сеяных трав: злаки - 61-74%, бобовые - 10-23%, разнотравье - 27-5%. К пятому году кострец безостый занял господствующее положение (97-99%).

7. При ?омоложении? естественного травостоя высокий урожай сухой массы растений получен на варианте со вспашкой на глубину 27-30 см - 1,67 т/га (содержание переваримого протеина 130 г на 1 корм.ед.), с вспашкой на глубину 16 см - 1,55 т/га (содержание переваримого протеина 120 г на 1 корм. ед), на контроле - 0,76 т/га.

8. На опыте с посевом многолетних трав максимальный урожай сухой массы многолетних трав получен в среднем на варианте с вспашкой на глубину 27-30 см - 2,43 т/га (содержание переваримого протеина 145 г на 1 корм. ед.), на варианте с безотвальной обработкой на глубину 35-40 см - 2,29 т/га (содержание переваримого протеина 141 г с 1 корм. ед), при урожае на контроле 0,80 т/га.

9. По расчету экономической и энергетической эффективности лучшим приемом оказался вариант 5 с отвальной обработкой почвы на глубину 27-30 см с дальнейшей разделкой пластов дернины дискованием. На опыте с посевом многолетних трав, уровень рентабельности 214%, коэффициент энергетической эффективности - 6,9; на опыте с ?омоложением?, на этом же варианте уровень рентабельности - 125%, коэффициент энергетической эффективности - 5,4. Несколько уступает по эффективности вариант с отвальной обработкой на глубину 16 см с последующим дискованием. При посеве многолетних трав уровень рентабельности - 162%, коэффициент энергетической эффективности - 6,3; на опыте с омоложением уровень рентабельности - 86%, коэффициент энергетической эффективности - 5,2.

Предложения производству

1. Улучшение пойменных злаково-разнотравных закочкаренных лугов следует начинать с предварительной подготовки участка путем срезания кочек рельсовой волокушей, планировки поверхности почвы, вспашки на глубину 27-30 см с последующей обработкой дернины БДТ-3,0 в три следа и прикатывания водоналивными катками, посевом костреца (12 кг/га) и люцерны (10 кг/га) с прикатыванием после посева и ежегодным внесением NPK в дозе 60 кг действующего вещества на гектар. Продуктивность лугов повышается в 3,0 и более раз с биоэнергетической оценкой 6,9, уровнем рентабельности 214%, содержанием переваримого протеина 145 г на одну кормовую единицу.

2. При отсутствии семян многолетних трав улучшение закочкаренных пойменных лугов следует проводить по выше приведенной схеме. Продуктивность естественных лугов повышается в 2,0-2,5 раза с биоэнергетической оценкой 5,4, уровнем рентабельности 125%, содержанием переваримого протеина 130 г на одну кормовую единицу.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Константинов М.Д. Биоэнергетическая оценка способов обработки почвы при "омоложении" пойменных лугов лесостепной зоны Красноярского края / М.Д. Константинов, Н.И. Тарасюк // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. -2003. -№6. -С. 51-52.

2. Тарасюк Н.И. Влияние приемов мелиорации на изменение свойств почвы и продуктивность многолетних трав на пойменных лугах в лесостепной зоне Красноярского края // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. -2005. -№3. -С. 53-61.

3. Константинов М.Д. Биоэнергетическая оценка способов обработки почвы и подсева многолетних трав на пойменных лугах / М.Д. Константинов, Н.И. Тарасюк // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. -2006. -№1. -С. 55-57.

4. Тарасюк Н.И. Влияние агротехнических приемов на изменение водно-физических свойств почвы, ботанический состав и продуктивность пойменных лугов в лесостепной зоне Красноярского края // Кормопроизводство в кормовых и луговых агробиоценозах Сибири. Селекция и семеноводство: Сб. науч. тр. / СибНИИкормов. - Новосибирск, 2007. - С. 239-249.

Размещено на Allbest.Ru